外加剂和矿物掺合料在机制砂高强混凝土中使用的要点

原标题： 外加剂和矿物掺合料在机制砂高强混凝土中使用的要点

作   者： 王涛

  0 引言

  本文根据水盘高速公路建设的现场特点。结合贵州六盘水地区实际地形以及镇胜高速公路中机制砂高强混凝土的施工经验，对水盘高速特大桥梁施工中如何在机制砂高强混凝土（C50、C55和C60）施工中同时使用外加剂及矿物掺合料，从而对混凝土性能进行改进阐述自己观点。

  相关术语：机制砂（manufactured sand）：由机械破碎、筛分制成的、类径小于4.75mm的岩石（不包括软质岩和风化岩）颗粒。

  机制砂高强混凝土（manufactured sand high strength concrete）：用水泥、机制砂、碎石、矿物掺合料、外加剂和水等配制而成的强度等级大于C50（含C50）的混凝土。

  外加剂（admixture）：在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。

  矿物掺合料（mineral additives）：以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成份，并具有规定细度，掺入混凝土中能改善混凝土性能的粉体材料。本文特指磨细粉煤灰。

  1 外加剂

  由于机制砂高强混凝土在水盘高速中大部分应用于特大桥梁部位的特殊性，且桥梁墩柱高度较高，为保证工程质量，节约本来都不富裕的水资源，用于该部位的外加剂宜采用缓凝高效减水剂，提高泵送效率，保证混凝土坍落度的要求。

  1.1 使用的外加剂应按照《混凝土外加剂应用技术规范>（GB 50119—2003）的规定对进场的外加剂进行性能检验。

  1.2 机制砂高强混凝土宜采用减水率不小于18％的缓凝高效减水剂，工程实践中为更好的控制碱骨料反映，宣采用聚羧酸高效减水剂。主要品牌为湛江外加剂厂生产的萘系FDN高效减水剂和山西黄腾外加剂厂生产的萘系UNF高效减水剂。机制砂高强混凝土采用的缓凝高效减水剂应具有保证混凝土1h坍落度经时损失不大于30mm的能力。

  1.3 外加剂应与水泥有良好的适应性，该适应性可采用净浆流动度试验方法进行对比试验，以及采用混凝土拌合物性能和力学性能对比试验加以确定，适应性试验结果应满足设计要求。

  1.3.1 试验仪器。①水泥净浆搅拌机；②截锥圆模：上口直径36mm，下口直径60mm，高度为60mm，内壁光滑无接缝的金属制品；③玻璃板（400x400mm，厚5mm）；④秒表；⑤钢直尺，（300mm）；⑥刮刀：⑦药物天平，（称量100g，分度值0.1g）；⑧药物天平（称量1000g，分度值1g）。

  1.3.2 试验步骤。①将玻璃板放置在水平位置，用湿布将玻璃板，截锥圆模，搅拌器及搅拌锅均匀擦过，使其表面湿而不带水渍。②将截锥圆模放在玻璃板的中央，并用湿布覆盖待用。③称取水泥300g，倒入搅拌锅内。④加入推荐掺量的外加剂及87g或105g水，搅拌3min。⑤将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方面提起，同时开启秒表计时，任水泥净浆在玻璃板上流动，至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度。试样数量不应少于三个，结果取平均值，误差为+5mm。

  1.4 应采用具有规模合成外加剂母料能力的生产厂生产的外加剂，不得采用仅有复配能力的生产厂生产的外加剂。另外要求外加剂供应商应提供针对具体工程调整外加剂应用性能的服务。

  2 矿物掺合料

  水盘高速特大桥梁一次性浇注的混凝土方量较大，大体积混凝土在硬化过程中由于内外温差而产生温度应力，从而造成混凝土开裂，影响混凝土质量。如果在拌制过程中掺加适量磨细粉煤灰，不但可以减少水泥用量，节约成本，还可以达到降低水化热，防止混凝土开裂的目的，且泵送机制砂高强混凝土掺加适量质量符合要求的粉煤灰也是必要的，但掺量总量易控制在15％以内。

  2.1 磨细粉煤灰除，满足<公路桥涵施工技术规范>（JTJ041）11.2.6条的规定外，还应符合其它的有关规定。

  2.2 磨细粉煤灰在符合标准规定的基础上，还应符合下列规定：

  2.2.1 应采用年发电50万千瓦以上电厂产出的粉煤灰。

  2.2.2 宜采用I级粉煤灰，如达不到，仅应允许细度、需水量比和烧失量三项指标中有一项为Ⅱ级粉煤灰指标，除此之外，不允许采用其它情况的Ⅱ级粉煤灰和Ⅲ级粉煤灰。

  2.2.3 应采用F类粉煤灰，不得采用C类粉煤灰。

  2.2.4 氯离子含量小于0.01％。

  2.3 在采用矿渣粉或磷渣粉时，宣与粉煤灰混掺复合使用，复合比例应经试验确定。

  2.4 为贯彻（IS014001环境保护体系认证>的要求，我们还应对矿物掺合料进行放射性检验，根据检验结果，矿物掺合料应用范围应符合《建筑材料放射性核素限量）（GB6566—2001）的规定。

  3 结语

  C50、C55和C60机制砂高强混凝土已在贵州交通基础建设中大规模使用。实践证明机制砂混凝土可以应用在桥梁关键部位，但施工过程中应加强试验工作，根据不同的施工环境做出相应的应变措施。

  参考文献：

  [1]JTJ041公路桥梁施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2000.

  [2]GBTl8736—2002高强高性能混凝土用矿物外加剂[S].北京：中国标准出版社，2002.

  [3]GB／T8077—2000混凝土外加剂匀质性试验方法[S].重庆：重庆大学出版社，2000.

  [4]贵州省建设厅。DBJ一52—55—2008 贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规范[S].

  [5]中交第二公路勘察设计研究院冰盘高速公路第七合同段（北盘江特大桥）两阶段施工图设计[Z].2009.